Question

小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率． 如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触

小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率．
如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触． 已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变．请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1，置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少

Answer 1

（1）当开关S1，置于b端、S2断开时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，电烤箱处于低档位。
（2）电烤箱在中档位工作时，开关S1置于b端，、S2闭合，此时只有R1接入电路。
P=U^2/R1=220^2/48.4=1000W 此时的消耗的电功率是1000W。
（3）电烤箱在高档位工作时，开关S1置于a端、S2闭合，此时R1、R2并联。
R=R1*R2/(R1+R2) W=P*t=(U^2/R)*t=1500*6*60=540000J
此时对食物加热6min，消耗的电能为540000J。

Answer 2

1》此时的R1、R2串联，电路中总电阻最大，电烤箱处于低档位。
消耗的电功率：P＝U×U/R＝220×220/(48.4＋96.8)≈333.3(W)＝0.3333KW
2》电烤箱在中档位工作时，开关S1置于b端，S2闭合，此时R2被短路，只有R1接入电路。
消耗的电功率：P＝U×U/R＝220×220/48.4＝1000(W)＝1KW
3》电烤箱在高档位工作时，开关S1置于a端、S2闭合，此时R1、R2并联。消耗的电功率：P＝U×U/R＝220×220/[48.4×96.8/(48.4＋96.8)]≈1500(W)＝1.5KW
加热6min消耗的电能：
6/60×1.5＝0.15(KWh)